高強度鋼的二次硬化可獲得較高強度和韌性

       高強度鋼的二次硬化可獲得較高強度和韌性，經過加熱淬火后在480～550℃溫度范圍回火時，析出合金碳化物產生彌散強化效應，其屈服強度大于1380MPa的超高強度鋼。主要包括中合金熱作模具鋼和高合金高斷裂韌性超高強度鋼。

       中合金熱作模具鋼較早生產和使用的鋼種有4Cr5MoVSi(H-11)鋼，含5%鉻，1.3%鉬和0.5%釩。具有淬透性高的特點，一般結構件經1100℃奧氏體化后，在空氣冷卻條件下即可獲得完全馬氏體組織。經500～600℃回火析出(Mo，Cr)2C和Cr7C3，產生二次硬化效應。抗拉強度可達1960MPa。在400～500℃范圍內使用，其瞬時抗拉強度仍保持在1300MPa以上。4Cr5MV1Si(H-13)鋼是在4Cr5MoVSi鋼的基礎上，提高鉬和釩的含量而發展起來的。釩含量增加，使鋼中VC增多，耐磨性提高。該類鋼的缺點是斷裂韌性低，缺口敏感性較大。

高合金高斷裂韌性超高強度鋼 這類鋼典型牌號有：

(1) 9Ni-4Co型超高強度鋼 主要成分是含鎳9%，鈷4%左右。其他合金元素有鉻、鉬和釩。鋼中碳是主要強化元素。按照含碳量的不同，通常生產有4種鋼，即： 20Ni9Co4CrMoVA、25Ni9Co4CrMoVA、30Ni9Co4CrMoVA和45Ni9Co4CrMoVA隨含碳量增加，鋼的強度提高，而韌性相應下降。采用840℃奧氏體化后，在空冷條件下可形成低碳馬氏體組織。經500℃左右回火產生二次硬化效應，獲得較高的強度和足夠的韌性。30Ni9CO4CrMoVA鋼經淬火后550℃回火，屈服強度可達 1450MPa，斷裂韌度可達到100MPa ·m1/2以上。可焊性好，并具有良好的熱穩定性。可適用于370℃以下長期使用。

(2)16Ni10Co 14Cr2Mo鋼(AF1410) 在HY180鋼的基礎上提高碳和鈷的含量而發展起來的一種可焊性好的高合金二次硬化型超高強度鋼。主要含鎳10%、鈷14%、鉻2%和鉬1%等元素。江蘇九鼎工業爐加入鎳的主要作用是穩定奧氏體組織，當淬火時在極緩慢的冷卻速度下產生單相馬氏體，提高鋼的淬透性。并降低鋼的脆性轉變溫度。鈷的作用是提高馬氏體開始轉變溫度(Ms點)，降低鉬在馬氏體中的固溶度，增強鉬的強化效應。并且在回火過程中能夠仰制M2C的集聚和長大。鉬是主要二次硬化元素，鉻與鉬共存形成(Mo，Cr)2C，有利于提高韌性。通常多采用真空感應爐和真空自耗爐兩次真空冶煉工藝。鋼中氧小于20×10-6，氮小于15×10-6。含硫量一般在0.001%～0.002%。高純潔度是保證高斷裂韌度的關鍵。高溫熱加工變形性能好，經鍛、軋加工可獲得8～10級細晶粒度。熱處理采用860℃油淬，510℃回火5h。由于時效析出彌散合金碳化物M2C，獲得高強度和高斷裂韌度。抗張強度為1700MPa，斷裂韌度可達到175MN·m-3/2。抗應力腐蝕性能好，在3.5%NaCl水溶液介質中，其應力腐蝕界限強度因子(KISSC)高達84MPa·m1/2。與一般超高強度鋼相比，在等強度條件下，其斷裂韌度提高1倍以上。抗應力腐蝕能力提高3～4倍。可用于制造飛機等航空設備的重要受力結構件。